JP2004116511A - Axial fan with multiple segment blades - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that a stall is caused when an angle of incidence is increased up to a specified angle and efficiency of an axial fan is significantly reduced in conventional axial fan blades. <P>SOLUTION: The fan has a base, a hub 200, and a plurality of blade units 202. The hub is attached to the base or rotated around it to support the units. Each unit is connected to the external surface of the hub to be extended outwardly in a radial direction from the base and has a plurality of segment blades. A segment space 206 between the blades improves the boundary layer of a fluid passing the blades and reduces the thickness of the layer on the blade surface. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、包括的にはブレードに関し、特に多重セグメントブレードを備えた軸流ファンに関する。
【０００２】
【背景技術】
工業技術の急速な発展に伴って、ファンの用途が増加している。たとえば、熱交換器またはコンピュータ装置のファンは、その内部の温度を低下させることができる。具体的に言うと、軸流ファンが空気をコンピュータ装置に直接的に吹き付けるか、空気を急速循環させて装置を冷却する。
【０００３】
図１は、従来型軸流ファンのブレードの立体図である。軸流ファンは、ハブ１００と、複数のブレード１０２とを有する。ブレード１０２の各々は、等しくハブ１００の外面１０４から延出している。軸流ファンが方向１０６に旋回する時、空気がブレード１０２の領域に流れ込み、次にブレード１０２の周囲の空気が圧縮されて空気流を形成する。
【０００４】
図２は、図１に示された軸流ファンのブレード１０２の断面図である。入射角１１２が、線１０８と空気の流れ方向１１０との間の角度として定められる。線１０８は、先端縁部と後端縁部とを結んで描かれる。空気とブレード１０２の表面との間に分離があり、その結果として、入射角１１２が特定角まで増加した時、失速効果が生じる。そして、ブレード１０２の上表面に乱流が形成される。失速効果は、ブレードによって生じる仕事量を減少させるので、軸流ファンの効率が著しく低下する。
【０００５】
本発明の１つの目的は、多重セグメントブレードを備えた軸流ファンであって、セグメントブレード上の流体の境界層を改善することによって、その上の層流の厚さを減少させるようにした軸流ファンである。その結果、セグメントブレードおよび流体間の分離効果が防止されることによって、セグメントブレード付近の流体の層流が保たれる。
【０００６】
本発明の別の目的は、ブレードユニットの全入射角をセグメントブレードの複数の入射角に分割し、その結果としてセグメントブレードの入射角によってブレードの表面領域に対する流体衝撃を減少させることである。
【０００７】
本発明のさらに別の目的は、セグメントブレードの表面領域における流体抵抗を減少させて、軸流ファンの作動電流を減少できるようにすることである。
【０００８】
【発明の開示】
上記目的に従って、本発明は、多重セグメントブレードを備えた軸流ファンを説明する。軸流ファンは一般的に、ハブと、複数のブレードユニットとを有する。ハブは、ブレードユニットを支持するために使用されている。ブレードユニットは、ハブの外面に連結されて、ハブの外面から半径方向外向きに延出している。各ブレードユニットは、少なくとも第１ブレードおよび第２ブレードを有する。第１ブレードおよび第２ブレード間のセグメント空間が、第１ブレードおよび第２ブレードを通過する境界層を改善する。したがって、セグメントブレード上の境界層の厚さが薄くなって、セグメントブレードおよび流体が分離効果を示すことを防止することができる。
【０００９】
本発明の１つの好適な実施形態では、軸流ファンは、フレームベースと、ハブと、複数のブレードユニットとを有する。ハブは、フレームベースに回動式に連結されて、ブレードユニットを支持している。ブレードユニットは、ハブの外面に連結されて、ハブの外面から半径方向外向きに延出している。ブレードユニットの各々が、少なくとも複数のブレードを有する。第１ブレードおよび第２ブレード間のセグメント空間が、境界層の改善によってブレードの表面領域を通過する流体の層流を保つ。
【００１０】
本発明の別の好適な実施形態では、多重セグメントブレードを備えた軸流ファンは、フレームベースと、ハブと、複数の回転ブレードユニットと、複数の静止ブレードユニットとを有する。ハブは、フレームベースに取り付けられて、それを中心にして回動し、回転ブレードユニットがハブから延出している。フレームベースに取り付けられた静止ブレードユニットは、静止構造を形成している。静止ブレードユニットの各々が、複数のセグメントブレードを有する。第１ブレードおよび第２ブレード間のセグメント空間が、静止ブレードユニットの表面および流体の分離を防止することができる。
【００１１】
一般的に軸流ファンは、上記のセグメントブレードまたは単一セグメントブレードのような静止ブレードユニットおよび回転ブレードユニットを用いている。フレームベースに取り付けられた静止ブレードユニットは、軸流ファンの組み立て中に回転ブレードユニットと整合する。軸流ファンが作動している時、静止ブレードユニットおよびフレームベースは静止している。その時、流体が回転ブレードユニット内に取り入れられて、流体は徐々に圧縮されて移送される。
【００１２】
要約すると、本発明は、セグメントブレードの表面上の境界層を改善することによって境界層の厚さを減少させるために、多重セグメントブレードを備えた軸流ファンを用いている。さらに、ブレードユニットの全入射角をセグメントブレードの複数の入射角に分割することによって、ブレードユニットの表面領域に対する流体衝撃を減少させることができる。さらに重要な点として、セグメントブレードを使用することによって、表面における抵抗を減少させることができるため、軸流ファンが作動している時、作動電流を減少させて、電力消費量を少なくすることができる。
【００１３】
本発明の以上の態様および付随した利点の多くは、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば理解されるので、さらに容易にはっきりするであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、ハブの外面の周囲に配置された複数のブレードユニットによって流体を取り入れるための多重セグメントブレードを備えた軸流ファンを対象としている。セグメントブレードを通過する流体の境界層を改善することによって、セグメントブレードの表面上の境界層の厚さを減少させることができる。その結果、セグメントブレードおよび流体間の分離効果を防止することによって、セグメントブレード付近の流体の層流が保たれる。
【００１５】
また、ブレードユニットの全入射角をセグメントブレードの複数の入射角に分割し、その結果としてそれぞれのセグメントブレードの入射角によってブレードユニットの表面領域に対する流体衝撃を減少させることができる。セグメントブレードはさらに、セグメントブレードの表面領域における抵抗を減少させて、ブレードユニットの作動電流を節約することができる。セグメントブレードは、軸流ファンまたは他の形式のファンに適し、本発明では、流体が空気または液体である。
【００１６】
図３は、本発明に従った軸流ファンのブレード構造の立体図である。ブレード構造体は一般的に、ハブ２００と、複数のブレードユニット２０２とを有する。ハブ２００は、各ブレードユニット２０２のセグメントブレードを支持している。ブレードユニット２０２は、ハブ２００の外面に連結して、ハブ２００の外面２０４から半径方向外向きに延出している。ブレードユニット２０２の各々は、少なくとも第１ブレード２０２ａおよび第２ブレード２０２ｂを有する。第１ブレード２０２ａおよび第２ブレード２０２ｂ間のセグメント空間２０６が、第１ブレード２０２ａの表面を越えて第２ブレード２０２ｂを通過する流体を層状に保つ。
【００１７】
本発明の好適な実施形態では、各ブレードユニット２０２が、ハブ２００のリムに沿って配置されて、空間がブレードユニット２０２を分離している。各ブレードユニット２０２は、２つ以上のセグメントブレード２０２ａ、２０２ｂを有する。流れ方向２０８においてセグメント空間２０６は、第１ブレード２０２ａおよび第２ブレード２０２ｂ間に分離または重合状態を生じる。重合状態では、流体がセグメントブレード上を循環しやすくなる。
【００１８】
本発明では、ブレードユニット２０２のセグメントブレード２０２ａ、２０２ｂが流体を取り入れて、第１ブレード２０２ａおよび第２ブレード２０２ｂを通過する流体の境界層を改善することによって、表面上の境界層の厚さを減少できるようにする。したがって、第１ブレード２０２ａおよび第２ブレード２０２ｂ間のセグメント空間２０６は、ブレードユニット２０２の表面と流体との間の分離効果を防止する。
【００１９】
図４は、本発明に従った図３の軸流ファンのセグメントブレードの断面図である。第１ブレード２０２ａは、各ブレードユニット２０２の第１先端縁部２１０ａおよび第１後端縁部２１２ａを有する。第１先端縁部２１０ａおよび第１後端縁部２１２ａによって第１弦２１４ａが定められる。第１先端角２１０ａに入る流体の流入方向と第１弦２１４ａとの間の角度が、第１入射角（Ａ１）２１６ａを定める。第１入射角（Ａ１）２１６ａは任意角度を有する。流体が第１後端縁部２１２ａへ流れる時に層流であるために、好ましくは第１入射角（Ａ１）２１６ａが、約０°＜Ａ１≦３０°の範囲である。
【００２０】
第２ブレード２０２ｂは、第２先端縁部２１０ｂおよび第２後端縁部２１２ｂを有して、第２弦２１４ｂを定めている。第２先端縁部２１０ｂに入る流体の流入方向と第２弦２１４ｂとの間の角度が、第２入射角（Ａ２）２１６ｂを定める。第２入射角（Ａ２）２１６ｂは任意角度を有する。第２後端縁部２１２ｂ付近の流体を層状に保つために、好ましくは第２入射角（Ａ２）２１６ｂが、０°＜Ａ２≦３０°の範囲である。また、ハブの半径と第１または第２弦２１４ａ、２１４ｂとの間の角度が、据付け角２１８ａ、２１８ｂを定める。第１入射角２１６ａおよび第２入射角２１６ｂは一般的に、据付け角に比例している。
【００２１】
具体的に言うと、ブレードユニット２０２は、第１および第２入射角２１６ａ、２１６ｂの合計に等しい全入射角を有する。一般的に、ブレードユニットの入射角が大きいほど、仕事量が大きくなる結果、軸流ファンの作動効率が増加する。セグメントブレード２０２ａ、２０２ｂの表面領域上の流体が層流である時に本発明でより大きい仕事量を生じるために、セグメントブレード２０２ａ、２０２ｂの各々が最大入射角２１６ａ、２１６ｂを有する。さらに、本発明は、一定の全入射角を用いて、軸流ファンの効率増加を得るためのセグメントブレード２０２ａ、２０２ｂのそれぞれの入射角を計算して調整することができる。
【００２２】
したがって、本発明は、第１ブレード２０２ａの第１入射角（Ａ１）２１６ａおよび第２角２０２ｂの第２入射角（Ａ２）２１６ｂを用いている。第２ブレード２０２ｂの第２先端縁部２１０ｂが第１ブレード２０２ａの第１後端縁部２１２ａ付近の乱流を吸収して乱れをなくすことによって、セグメントブレード２０２ａ、２０２ｂの表面領域に対する流体衝撃を減少させることができる。
【００２３】
第１ブレード２０２ａおよび第２ブレード２０２ｂは、図４の任意形状を有する。本発明の好適な実施形態では、第１ブレード２０２ａの寸法が第２ブレード２０２ｂの寸法より大きいため、流体の流れ方向に沿った第１ブレード２０２ａの第１長さ２１１が、流れ方向に沿った第２ブレード２０２ｂの第２長さ２１３より大きい。ブレード構造体の第１ブレード２０２ａが流体をセグメントブレード内に取り入れ、次に第２ブレード２０２ｂが流体を第１ブレード２０２ａから受け取ることによって、第１ブレード２０２ａの乱流を除去することができる。
【００２４】
第１入射角２１６ａおよび第２入射角２１６ｂは、個別に最大仕事量を生じることができる。据付け角２１８ａ、２１８ｂの選択によって、各ブレードユニット２０２の全入射角を最適化して、ブレードユニットの失速現象を防止することができる。
【００２５】
その結果、第１および第２ブレード２０２ａ、２０２ｂの寸法、入射角２１６ａ、２１６ｂおよび第１および第２ブレード２０２ａ、２０２ｂの相対位置によて、流体およびブレードユニット間の失速現象をなくし、流体がブレードユニット上を流れる時の流体からの衝撃力を減少させることができる。
【００２６】
図５は、本発明の１つの好適な実施形態に従った多重セグメントブレードを備えた軸流ファンの立体図である。軸流ファンは、フレームベース２０２ａと、ハブ２００と、複数のブレードユニット２０２とを有する。ハブ２００は、フレームベース２０２ａに連結されてそれを中心に回動し、多重セグメントブレードを支持する。ブレードユニット２０２は、ハブ２００の外面に連結されて、外面から半径方向外向きに延出している。ブレードユニットの各々は、第１ブレード２０２ａおよび第２ブレード２０２ｂを有する。第１ブレードおよび第２ブレード間にセグメント空間２０６が設けられて、セグメントブレードの表面上で境界層を改善することによって、第１ブレード２０２ａおよび第２ブレード２０２ｂの表面領域を通り越える流体の層流を保つ。
【００２７】
軸流ファンが特定方向に作動している時、セグメントブレードが流体を吸収し、各セグメントブレードが流体を徐々に圧縮することによって、流体を送る。
【００２８】
図６は、本発明の別の好適な実施形態に従った多重セグメントブレードを備えた軸流ファンの立体図である。多重セグメントブレードを備えた軸流ファンは、フレームベース２２０ｂと、複数の回転ブレードユニット２２２と、ハブ２００と、複数の静止ブレードユニット２０２とを有する。ハブ２００は、フレームベース２２０ｂを中心にして回動し、また、ハブ２００は回転ブレードユニット２２２を有する。フレームベース２２０ｂに取り付けられた静止ブレードユニット２０２は、静止構造を形成して、半径方向外向きに延出している。本発明の第１実施形態で述べたように、各回転ブレードユニット２２２も、複数のブレードを有する。第２実施形態の主要特徴は、静止ブレードユニット２０２がフレームベース２２０ｂに固定されて、固定構造を形成していることである。第１ブレード２０２ａおよび第２ブレード２０２ｂ間のセグメント空間２０６が、第１ブレード２０２ａおよび第２ブレード２０２ｂの表面領域を通り越える流体の層流を保つ。
【００２９】
一般的に軸流ファンは、上記のセグメントブレード２０２または単一ブレードのような静止ブレードユニット２０２および回転ブレードユニット２２２を用いている。フレームベースに取り付けられた静止ブレードユニット２０２は、軸流ファンの組み立ての際に回転ブレードユニットと整合する。軸流ファンが作動している時、静止ブレードユニットおよびフレームベースは静止している。その時、流体が回転ブレードユニット２２２内に取り入れられるので、流体は徐々に圧縮されて移送される。
【００３０】
本発明の好適な実施形態では、複数のセグメントブレード２０２ａ、２０２ｂが流体の移動方向に沿って配置されて、軸流ファンの寸法を大きくしないので、製造コスト削減に好都合である。さらに重要な点として、セグメントブレードは、表面における抵抗を減少させるのに役立つため、軸流ファンの作動電流を減少させて、電力消費量を少なくすることができる。
【００３１】
以上によれば、本発明は、複数のブレードユニットによって流体を取り入れるために、多重セグメントブレードを備えた軸流ファンを用いている。セグメントブレードを通過する流体の境界層を改善することによって、ブレード表面上の境界層の厚さを減少させることができる。その結果、ブレード表面および流体間の分離が防止されて、セグメントブレード付近の流体を層流に保つことができる。さらに、ブレードユニットの全入射角をセグメントブレードの複数の入射角に分割して、ブレードの表面領域に対する流体衝撃を減少させることができる。さらに、セグメントブレードの表面領域における流体抵抗の減少によって、軸流ファンの作動電流を減少させることができる。
【００３２】
当該技術分野の専門家には理解されるように、本発明の以上の好適な実施形態は、本発明を制限するのではなく、説明のためのものである。それらはさまざまな変更を網羅し、同様な構造が添付の特許請求項の精神および範囲に含まれ、その範囲は、そのような変更および同様な構造すべてを含むように、最も幅広く解釈されるべきものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に従った軸流ファンのブレードの立体図である。
【図２】従来技術の図１の軸流ファンのブレードの断面図である。
【図３】本発明に従った軸流ファンのセグメントブレードの立体図である。
【図４】本発明に従って図３に表す軸流ファンのセグメントブレードの断面図である。
【図５】本発明の１つの好適な実施形態に従った多重セグメントブレードを備えた軸流ファンの立体図である。
【図６】本発明の別の好適な実施形態に従った多重セグメントブレードを備えた軸流ファンの立体図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates generally to blades, and more particularly to an axial fan with multiple segment blades.
[0002]
[Background]
With the rapid development of industrial technology, fan applications are increasing. For example, a heat exchanger or computer device fan can reduce the temperature inside. Specifically, an axial fan blows air directly onto the computer device or rapidly circulates air to cool the device.
[0003]
FIG. 1 is a three-dimensional view of a blade of a conventional axial fan. The axial fan has a hub 100 and a plurality of blades 102. Each of the blades 102 extends equally from the outer surface 104 of the hub 100. As the axial fan turns in direction 106, air flows into the region of blade 102, and then the air around blade 102 is compressed to form an air flow.
[0004]
FIG. 2 is a sectional view of the blade 102 of the axial fan shown in FIG. An incident angle 112 is defined as the angle between the line 108 and the air flow direction 110. Line 108 is drawn connecting the leading edge and the trailing edge. There is a separation between the air and the surface of the blade 102, resulting in a stall effect when the incident angle 112 increases to a specific angle. A turbulent flow is formed on the upper surface of the blade 102. The stall effect reduces the amount of work produced by the blades, thus significantly reducing the efficiency of the axial fan.
[0005]
One object of the present invention is an axial fan with multi-segment blades, which improves the fluid boundary layer on the segment blades, thereby reducing the thickness of the laminar flow thereon. I am a fan. As a result, the separation effect between the segment blade and the fluid is prevented, so that the laminar flow of the fluid in the vicinity of the segment blade is maintained.
[0006]
Another object of the present invention is to divide the total incident angle of the blade unit into a plurality of incident angles of the segment blade, and consequently reduce the fluid impact on the surface area of the blade by the incident angle of the segment blade.
[0007]
Yet another object of the present invention is to reduce the fluid resistance in the surface area of the segment blade so that the operating current of the axial fan can be reduced.
[0008]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
In accordance with the above objectives, the present invention describes an axial fan with a multi-segment blade. An axial fan generally has a hub and a plurality of blade units. The hub is used to support the blade unit. The blade unit is coupled to the outer surface of the hub and extends radially outward from the outer surface of the hub. Each blade unit has at least a first blade and a second blade. The segment space between the first blade and the second blade improves the boundary layer passing through the first blade and the second blade. Accordingly, the thickness of the boundary layer on the segment blade is reduced, and the segment blade and the fluid can be prevented from exhibiting a separation effect.
[0009]
In one preferred embodiment of the present invention, the axial fan has a frame base, a hub, and a plurality of blade units. The hub is pivotally connected to the frame base and supports the blade unit. The blade unit is coupled to the outer surface of the hub and extends radially outward from the outer surface of the hub. Each blade unit has at least a plurality of blades. A segment space between the first blade and the second blade maintains laminar flow of fluid through the surface area of the blade by improving the boundary layer.
[0010]
In another preferred embodiment of the present invention, an axial fan with multi-segment blades has a frame base, a hub, a plurality of rotating blade units, and a plurality of stationary blade units. The hub is attached to the frame base and rotates around the hub, and the rotating blade unit extends from the hub. The stationary blade unit attached to the frame base forms a stationary structure. Each stationary blade unit has a plurality of segment blades. The segment space between the first blade and the second blade can prevent separation of the surface of the stationary blade unit and the fluid.
[0011]
Generally, an axial fan uses a stationary blade unit and a rotating blade unit such as the above-described segment blade or single segment blade. The stationary blade unit attached to the frame base is aligned with the rotating blade unit during assembly of the axial fan. When the axial fan is operating, the stationary blade unit and the frame base are stationary. At that time, the fluid is taken into the rotating blade unit, and the fluid is gradually compressed and transferred.
[0012]
In summary, the present invention uses an axial fan with multiple segment blades to reduce the thickness of the boundary layer by improving the boundary layer on the surface of the segment blade. Further, by dividing the total incident angle of the blade unit into a plurality of incident angles of the segment blade, the fluid impact on the surface area of the blade unit can be reduced. More importantly, by using segment blades, the resistance at the surface can be reduced, so when the axial fan is operating, the operating current can be reduced to reduce power consumption. it can.
[0013]
Many of the foregoing aspects and attendant advantages of the present invention will become more readily apparent as they will be understood by reading the following detailed description with reference to the accompanying drawings.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is directed to an axial fan with multi-segment blades for intake of fluid by a plurality of blade units arranged around the outer surface of the hub. By improving the boundary layer of the fluid passing through the segment blade, the thickness of the boundary layer on the surface of the segment blade can be reduced. As a result, the laminar flow of fluid near the segment blade is maintained by preventing the separation effect between the segment blade and the fluid.
[0015]
In addition, the total incident angle of the blade unit is divided into a plurality of incident angles of the segment blade, and as a result, the fluid impact on the surface area of the blade unit can be reduced by the incident angle of each segment blade. The segment blade can further reduce the resistance in the surface area of the segment blade to save the operating current of the blade unit. Segment blades are suitable for axial fans or other types of fans, and in the present invention the fluid is air or liquid.
[0016]
FIG. 3 is a three-dimensional view of the blade structure of the axial fan according to the present invention. The blade structure generally includes a hub 200 and a plurality of blade units 202. The hub 200 supports the segment blades of each blade unit 202. The blade unit 202 is connected to the outer surface of the hub 200 and extends radially outward from the outer surface 204 of the hub 200. Each blade unit 202 has at least a first blade 202a and a second blade 202b. A segment space 206 between the first blade 202a and the second blade 202b keeps the fluid passing through the second blade 202b beyond the surface of the first blade 202a in layers.
[0017]
In a preferred embodiment of the present invention, each blade unit 202 is positioned along the rim of the hub 200 so that the spaces separate the blade units 202. Each blade unit 202 has two or more segment blades 202a and 202b. In the flow direction 208, the segment space 206 is separated or overlapped between the first blade 202a and the second blade 202b. In the polymerization state, the fluid easily circulates on the segment blade.
[0018]
In the present invention, the segment blades 202a, 202b of the blade unit 202 incorporate fluid to improve the boundary layer of the fluid passing through the first blade 202a and the second blade 202b, thereby reducing the thickness of the boundary layer on the surface. Be reduced. Accordingly, the segment space 206 between the first blade 202a and the second blade 202b prevents the separation effect between the surface of the blade unit 202 and the fluid.
[0019]
4 is a cross-sectional view of the segment blade of the axial fan of FIG. 3 according to the present invention. The first blade 202a has a first leading edge 210a and a first trailing edge 212a of each blade unit 202. A first chord 214a is defined by the first leading edge 210a and the first trailing edge 212a. The angle between the inflow direction of the fluid entering the first tip angle 210a and the first chord 214a defines the first incident angle (A 1 ) 216a. The first incident angle (A 1 ) 216a has an arbitrary angle. The first incident angle (A 1 ) 216a is preferably in the range of about 0 ° <A 1 ≦ 30 ° because the fluid is laminar when flowing to the first trailing edge 212a.
[0020]
The second blade 202b has a second leading edge 210b and a second trailing edge 212b to define a second chord 214b. The angle between the inflow direction of the fluid entering the second tip edge portion 210b and the second chord 214b defines the second incident angle (A 2 ) 216b. The second incident angle (A 2 ) 216b has an arbitrary angle. In order to keep the fluid in the vicinity of the second rear edge 212b in a layered state, the second incident angle (A 2 ) 216b is preferably in the range of 0 ° <A 2 ≦ 30 °. Also, the angle between the hub radius and the first or second chord 214a, 214b defines the installation angle 218a, 218b. The first incident angle 216a and the second incident angle 216b are generally proportional to the installation angle.
[0021]
Specifically, the blade unit 202 has a total incident angle equal to the sum of the first and second incident angles 216a, 216b. In general, the greater the incident angle of the blade unit, the greater the work, resulting in an increase in operating efficiency of the axial fan. Each of the segment blades 202a, 202b has a maximum incident angle 216a, 216b in order to produce greater work in the present invention when the fluid on the surface area of the segment blades 202a, 202b is laminar. Furthermore, the present invention can calculate and adjust the respective incident angles of the segment blades 202a, 202b to obtain an increase in the efficiency of the axial fan using a constant total incident angle.
[0022]
Accordingly, the present invention uses the first incident angle (A 1 ) 216a of the first blade 202a and the second incident angle (A 2 ) 216b of the second angle 202b. The second leading edge 210b of the second blade 202b absorbs the turbulent flow near the first trailing edge 212a of the first blade 202a and eliminates the turbulence, thereby causing a fluid impact on the surface area of the segment blades 202a and 202b. Can be reduced.
[0023]
The first blade 202a and the second blade 202b have an arbitrary shape shown in FIG. In a preferred embodiment of the present invention, the first blade 202a has a dimension greater than that of the second blade 202b so that the first length 211 of the first blade 202a along the fluid flow direction is along the flow direction. It is larger than the second length 213 of the second blade 202b. Turbulence in the first blade 202a can be removed by the first blade 202a of the blade structure taking fluid into the segment blade and then the second blade 202b receiving fluid from the first blade 202a.
[0024]
The first incident angle 216a and the second incident angle 216b can individually generate the maximum work. By selecting the installation angles 218a and 218b, the total incident angle of each blade unit 202 can be optimized to prevent the stalling phenomenon of the blade unit.
[0025]
As a result, the dimensions of the first and second blades 202a and 202b, the incident angles 216a and 216b, and the relative positions of the first and second blades 202a and 202b eliminate the stall phenomenon between the fluid and the blade unit, The impact force from the fluid flowing on the blade unit can be reduced.
[0026]
FIG. 5 is a three-dimensional view of an axial fan with multi-segment blades according to one preferred embodiment of the present invention. The axial fan includes a frame base 202a, a hub 200, and a plurality of blade units 202. The hub 200 is connected to the frame base 202a and pivots about it to support the multi-segment blade. The blade unit 202 is connected to the outer surface of the hub 200 and extends radially outward from the outer surface. Each of the blade units has a first blade 202a and a second blade 202b. A segment space 206 is provided between the first blade and the second blade to improve the boundary layer on the surface of the segment blade, thereby allowing laminar flow of fluid past the surface area of the first blade 202a and the second blade 202b. Keep.
[0027]
When the axial fan is operating in a particular direction, the segment blades absorb fluid and each segment blade delivers fluid by gradually compressing the fluid.
[0028]
FIG. 6 is a three-dimensional view of an axial fan with multi-segment blades according to another preferred embodiment of the present invention. The axial fan provided with multi-segment blades includes a frame base 220b, a plurality of rotating blade units 222, a hub 200, and a plurality of stationary blade units 202. The hub 200 rotates around the frame base 220 b, and the hub 200 has a rotating blade unit 222. The stationary blade unit 202 attached to the frame base 220b forms a stationary structure and extends radially outward. As described in the first embodiment of the present invention, each rotary blade unit 222 also has a plurality of blades. The main feature of the second embodiment is that the stationary blade unit 202 is fixed to the frame base 220b to form a fixed structure. A segment space 206 between the first blade 202a and the second blade 202b maintains a laminar flow of fluid across the surface area of the first blade 202a and the second blade 202b.
[0029]
Generally, an axial fan uses a stationary blade unit 202 and a rotating blade unit 222 such as the segment blade 202 or the single blade described above. The stationary blade unit 202 attached to the frame base is aligned with the rotating blade unit during assembly of the axial fan. When the axial fan is operating, the stationary blade unit and the frame base are stationary. At that time, since the fluid is taken into the rotating blade unit 222, the fluid is gradually compressed and transferred.
[0030]
In the preferred embodiment of the present invention, the plurality of segment blades 202a, 202b are arranged along the direction of fluid movement, which does not increase the size of the axial fan, which is advantageous in reducing manufacturing costs. More importantly, the segment blades help reduce the resistance at the surface, thereby reducing the axial fan operating current and reducing power consumption.
[0031]
According to the above, the present invention uses an axial fan provided with multi-segment blades to take in fluid by a plurality of blade units. By improving the boundary layer of the fluid passing through the segment blade, the thickness of the boundary layer on the blade surface can be reduced. As a result, separation between the blade surface and the fluid is prevented, and the fluid near the segment blade can be maintained in a laminar flow. Further, the total incident angle of the blade unit can be divided into a plurality of incident angles of the segment blades to reduce fluid impact on the blade surface area. Furthermore, the operating current of the axial fan can be reduced by reducing the fluid resistance in the surface area of the segment blade.
[0032]
As will be appreciated by those skilled in the art, the above preferred embodiments of the present invention are illustrative rather than limiting. They cover various modifications, and similar structures are included in the spirit and scope of the appended claims, and the scope should be construed most broadly to include all such modifications and similar structures Shall.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a three-dimensional view of a blade of an axial fan according to the prior art.
2 is a cross-sectional view of a blade of the axial fan of FIG. 1 of the prior art.
FIG. 3 is a three-dimensional view of a segment blade of an axial fan according to the present invention.
4 is a cross-sectional view of a segment blade of an axial fan represented in FIG. 3 according to the present invention.
FIG. 5 is a three-dimensional view of an axial fan with multi-segment blades according to one preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a three-dimensional view of an axial fan with a multi-segment blade according to another preferred embodiment of the present invention.

Claims (23)

ハブと、
該ハブの外面に連結されて、該外面から半径方向外向きに延出した複数のブレードユニットとを有し、該ブレードユニットの各々が、少なくとも第１ブレードおよび第２ブレードを有し、前記第１ブレードおよび第２ブレードの表面領域を通り越える流体の層流を保つために、前記第１ブレードおよび第２ブレード間にセグメント空間が設けられている多重セグメントブレードを備えたブレード構造体。A hub,
A plurality of blade units coupled to the outer surface of the hub and extending radially outward from the outer surface, each of the blade units having at least a first blade and a second blade; A blade structure comprising a multi-segment blade in which a segment space is provided between the first blade and the second blade in order to maintain a laminar flow of fluid over the surface area of the first blade and the second blade. 流体の流れ方向において前記第１ブレードおよび第２ブレード間の前記セグメント空間は、分離状態を有する請求項１記載の多重セグメントブレードを備えたブレード構造体。The blade structure having a multi-segment blade according to claim 1, wherein the segment space between the first blade and the second blade in a fluid flow direction has a separated state. 流体の流れ方向において前記第１ブレードおよび第２ブレード間の前記セグメント空間は、重合状態を有する請求項１記載の多重セグメントブレードを備えたブレード構造体。The blade structure having a multi-segment blade according to claim 1, wherein the segment space between the first blade and the second blade in a fluid flow direction has a superposed state. 流体の流れ方向における前記第１ブレードの第１長さが、流れ方向に沿った前記第２ブレードの第２長さより大きい請求項１記載の多重セグメントブレードを備えたブレード構造体。The blade structure having a multi-segment blade according to claim 1, wherein a first length of the first blade in a fluid flow direction is larger than a second length of the second blade along the flow direction. 前記第１ブレードは、第１先端縁部および第１後端縁部を有して、第１弦を定めており、第１入射角（Ａ１）が、前記第１先端縁部に入る流体の流入方向と前記第１弦との間の角度として定められ、前記第１後端縁部付近の流体の層流を保つために、前記第１入射角（Ａ１）が、約０°＜Ａ１≦３０°の範囲である請求項１記載の多重セグメントブレードを備えたブレード構造体。The first blade has a first leading edge and a first trailing edge, defines a first chord, and a first incident angle (A 1 ) is a fluid entering the first leading edge. In order to maintain a laminar flow of fluid in the vicinity of the first trailing edge, the first incident angle (A 1 ) is about 0 ° < A blade structure comprising a multi-segment blade according to claim 1, wherein A 1 ≤ 30 °. 前記第２ブレードは、第２先端縁部および第２後端縁部を有して、第２弦を定めており、第２入射角（Ａ２）が、前記第２先端縁部に入る流体の流入方向と前記第２弦との間の角度として定められ、前記第２後端縁部付近の流体の層流を保つために、前記第２入射角（Ａ２）が、約０°＜Ａ２≦３０°の範囲である請求項１記載の多重セグメントブレードを備えたブレード構造体。The second blade has a second leading edge and a second trailing edge, defines a second chord, and a second incident angle (A 2 ) enters the second leading edge. In order to maintain a laminar flow of fluid near the second trailing edge, the second incident angle (A 2 ) is about 0 ° < The blade structure comprising a multi-segment blade according to claim 1, wherein A 2 ≦ 30 °. ハブと、
該ハブの外面に連結されて、該外面から半径方向外向きに延出した複数のブレードユニットとを有し、該ブレードユニットの各々が、少なくとも第１ブレードおよび第２ブレードを有し、流体の流れ方向における前記第１ブレードの第１長さが、流れ方向における前記第２ブレードの第２長さより大きく、前記第１ブレードおよび第２ブレード間のセグメント空間が、前記第１ブレードおよび第２ブレードの表面領域を通り越える流体の層流を保つようにした多重セグメントブレードを備えたブレード構造体。A hub,
A plurality of blade units coupled to the outer surface of the hub and extending radially outward from the outer surface, each of the blade units having at least a first blade and a second blade, A first length of the first blade in the flow direction is greater than a second length of the second blade in the flow direction, and a segment space between the first blade and the second blade is the first blade and the second blade. A blade structure comprising a multi-segment blade adapted to maintain a laminar flow of fluid over the surface area of the tube. 流体の流れ方向において前記第１ブレードおよび第２ブレード間の前記セグメント空間は、分離状態を有する請求項７記載の多重セグメントブレードを備えたブレード構造体。The blade structure including a multi-segment blade according to claim 7, wherein the segment space between the first blade and the second blade in a fluid flow direction has a separated state. 流体の流れ方向において前記第１ブレードおよび第２ブレード間の前記セグメント空間は、重合状態を有する請求項７記載の多重セグメントブレードを備えたブレード構造体。The blade structure including a multi-segment blade according to claim 7, wherein the segment space between the first blade and the second blade in a fluid flow direction has a superposed state. 前記第１ブレードは、第１先端縁部および第１後端縁部を有して、第１弦を定めており、第１入射角（Ａ１）が、前記第１先端縁部に入る流体の流入方向と前記第１弦との間の角度として定められ、前記第１後端縁部付近の流体の層流を保つために、前記第１入射角（Ａ１）が、約０°＜Ａ１≦３０°の範囲である請求項７記載の多重セグメントブレードを備えたブレード構造体。The first blade has a first leading edge and a first trailing edge, defines a first chord, and a first incident angle (A 1 ) is a fluid entering the first leading edge. In order to maintain a laminar flow of fluid in the vicinity of the first trailing edge, the first incident angle (A 1 ) is about 0 ° < A blade structure comprising a multi-segment blade according to claim 7, wherein A 1 ≦ 30 °. 前記第２ブレードは、第２先端縁部および第２後端縁部を有して、第２弦を定めており、第２入射角（Ａ２）が、前記第２先端縁部に入る流体の流入方向と前記第２弦との間の角度として定められ、前記第２後端縁部付近の流体の層流を保つために、前記第２入射角（Ａ２）が、約０°＜Ａ２≦３０°の範囲である請求項７記載の多重セグメントブレードを備えたブレード構造体。The second blade has a second leading edge and a second trailing edge, defines a second chord, and a second incident angle (A 2 ) enters the second leading edge. In order to maintain a laminar flow of fluid near the second trailing edge, the second incident angle (A 2 ) is about 0 ° < The blade structure comprising a multi-segment blade according to claim 7, wherein A 2 ≦ 30 °. 多重セグメントブレードを備えた軸流ファンであって、
フレームベースと、
フレームベースに回動式に連結されて、多重セグメントブレードを支持するハブと、
該ハブの外面に連結されて、該外面から半径方向外向きに延出した複数のブレードユニットとを有し、該ブレードユニットの各々が、少なくとも第１ブレードおよび第２ブレードを有し、該第１ブレードおよび第２ブレード間のセグメント空間が、前記第１ブレードおよび第２ブレードの表面領域を通り越える流体の層流を保つようにした軸流ファン。An axial fan with multi-segment blades,
Frame base,
A hub that is pivotally connected to the frame base and supports a multi-segment blade;
A plurality of blade units coupled to the outer surface of the hub and extending radially outward from the outer surface, each of the blade units having at least a first blade and a second blade; An axial fan in which a segment space between the first blade and the second blade maintains a laminar flow of the fluid passing over the surface area of the first blade and the second blade. 流体の流れ方向において前記第１ブレードおよび第２ブレード間の前記セグメント空間は、分離状態を有する請求項１２記載の多重セグメントブレードを備えた軸流ファン。13. The axial fan having a multi-segment blade according to claim 12, wherein the segment space between the first blade and the second blade in a fluid flow direction has a separated state. 流体の流れ方向において前記第１ブレードおよび第２ブレード間の前記セグメント空間は、重合状態を有する請求項１２記載の多重セグメントブレードを備えた軸流ファン。The axial flow fan having a multi-segment blade according to claim 12, wherein the segment space between the first blade and the second blade in a fluid flow direction has a superposed state. 流体の流れ方向における前記第１ブレードの第１長さが、流れ方向に沿った前記第２ブレードの第２長さより大きい請求項１２記載の多重セグメントブレードを備えた軸流ファン。13. The axial fan with a multi-segment blade according to claim 12, wherein the first length of the first blade in the fluid flow direction is larger than the second length of the second blade along the flow direction. 前記第１ブレードは、第１先端縁部および第１後端縁部を有して、第１弦を定めており、第１入射角（Ａ１）が、前記第１先端縁部に入る流体の流入方向と前記第１弦との間の角度として定められ、前記第１後端縁部付近の流体の層流を保つために、前記第１入射角（Ａ１）が、約０°＜Ａ１≦３０°の範囲である請求項１２記載の多重セグメントブレードを備えた軸流ファン。The first blade has a first leading edge and a first trailing edge, defines a first chord, and a first incident angle (A 1 ) is a fluid entering the first leading edge. In order to maintain a laminar flow of fluid in the vicinity of the first trailing edge, the first incident angle (A 1 ) is about 0 ° < The axial fan provided with the multi-segment blade according to claim 12, wherein A 1 ≦ 30 °. 前記第２ブレードは、第２先端縁部および第２後端縁部を有して、第２弦を定めており、第２入射角（Ａ２）が、前記第２先端縁部に入る流体の流入方向と前記第２弦との間の角度として定められ、前記第２後端縁部付近の流体の層流を保つために、前記第２入射角（Ａ２）が、約０°＜Ａ２≦３０°の範囲である請求項１２記載の多重セグメントブレードを備えた軸流ファン。The second blade has a second leading edge and a second trailing edge, defines a second chord, and a second incident angle (A 2 ) enters the second leading edge. In order to maintain a laminar flow of fluid near the second trailing edge, the second incident angle (A 2 ) is about 0 ° < The axial fan provided with the multi-segment blade according to claim 12, wherein A 2 ≦ 30 °. 多重セグメントブレードを備えた軸流ファンであって、
フレームベースと、
該フレームベースに回動式に連結されて、複数の回転ブレードユニットを支持するハブと、
前記フレームベースに取り付けられて、外面から半径方向外向きに延出して前記回転ブレードユニット内へ流体を取り入れる複数の静止ブレードユニットとを有し、該静止ブレードユニットの各々が、第１ブレードおよび第２ブレードを有し、該第１ブレードおよび第２ブレード間のセグメント空間が、前記第１ブレードおよび第２ブレードの表面領域を通り越える流体の層流を保つようにした軸流ファン。An axial fan with multi-segment blades,
Frame base,
A hub that is pivotally coupled to the frame base and supports a plurality of rotating blade units;
A plurality of stationary blade units attached to the frame base and extending radially outward from an outer surface to take fluid into the rotating blade unit, each of the stationary blade units comprising a first blade and a first blade An axial fan having two blades, wherein a segment space between the first blade and the second blade keeps a laminar flow of the fluid passing over the surface area of the first blade and the second blade. 流体の流れ方向において前記第１ブレードおよび第２ブレード間の前記セグメント空間は、分離状態を有する請求項１８記載の多重セグメントブレードを備えた軸流ファン。The axial flow fan with multi-segment blades according to claim 18, wherein the segment space between the first blade and the second blade in a fluid flow direction has a separated state. 流体の流れ方向において前記第１ブレードおよび第２ブレード間の前記セグメント空間は、重合状態を有する請求項１８記載の多重セグメントブレードを備えた軸流ファン。19. The axial fan having a multi-segment blade according to claim 18, wherein the segment space between the first blade and the second blade in a fluid flow direction has a superposed state. 流体の流れ方向における前記第１ブレードの第１長さが、流れ方向に沿った前記第２ブレードの第２長さより大きい請求項１８記載の多重セグメントブレードを備えた軸流ファン。19. The axial fan with multi-segment blades according to claim 18, wherein the first length of the first blade in the fluid flow direction is greater than the second length of the second blade along the flow direction. 前記第１ブレードは、第１先端縁部および第１後端縁部を有して、第１弦を定めており、第１入射角（Ａ１）が、前記第１先端縁部に入る流体の流入方向と前記第１弦との間の角度として定められ、前記第１入射角（Ａ１）が、約０°＜Ａ１≦３０°の範囲である請求項１８記載の多重セグメントブレードを備えた軸流ファン。The first blade has a first leading edge and a first trailing edge, defines a first chord, and a first incident angle (A 1 ) is a fluid entering the first leading edge. The multi-segment blade according to claim 18, wherein the first incident angle (A 1 ) is defined as an angle between an inflow direction of the first string and the first chord, and the first incident angle (A 1 ) is in a range of about 0 ° <A 1 ≦ 30 °. Equipped with an axial fan. 前記第２ブレードは、第２先端縁部および第２後端縁部を有して、第２弦を定めており、第２入射角（Ａ２）が、前記第２先端縁部に入る流体の流入方向と前記第２弦との間の角度として定められ、前記第２入射角（Ａ２）が、約０°＜Ａ２≦３０°の範囲である請求項１８記載の多重セグメントブレードを備えた軸流ファン。The second blade has a second leading edge and a second trailing edge, defines a second chord, and a second incident angle (A 2 ) enters the second leading edge. 19. The multi-segment blade according to claim 18, wherein the second incident angle (A 2 ) is defined as an angle between an inflow direction of the second chord and the second chord, and the second incident angle (A 2 ) is in a range of about 0 ° <A 2 ≦ 30 ° Equipped with an axial fan.
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